DE4420064A1 - Valve train with variable control of the valve opening angle - Google Patents

Valve train with variable control of the valve opening angle

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Description

Die Erfindung geht gemäß dem Oberbegriff des Pa­ tentanspruches 1 von der PCT/EP 93/03451 aus.The invention goes according to the preamble of Pa claim 1 from PCT / EP 93/03451.

In diesem Dokument ist ein Ventiltrieb beschrieben mit einer Steuerung zur variablen Änderung der Öffnung und Schließung eines Hubventils, wobei das Hubventil von einem Steuernocken einer Nockenwelle über einen Ventil­ hebel betätigt ist. Zur variablen Steuerung der Ventil­ öffnungswinkel wirkt der Ventilhebel über ein Zwangs­ gesteuertes, als Rolle gestaltetes Zwischenelement mit dem Steuernocken zusammen, wobei die Zwangssteuerung vor­ zugsweise über ein Schubkurbelgetriebe mit einer zur Nockenwelle synchron drehenden und drehwinkelversteil­ baren Welle bewirkt ist. Mit diesem kinematischen Aufbau verbunden ist eine für den Betrieb der Brennkraftmaschine unwirksame Hubänderung des Gaswechselventils.In this document a valve train is described with a control for variable change of the opening and Closure of a globe valve, the globe valve from a control cam of a camshaft via a valve lever is actuated. For variable control of the valve opening angle, the valve lever is forced controlled intermediate element designed as a role the control cam together, the positive control before preferably via a slider crank mechanism with a Camshaft rotating synchronously and angle of rotation distribution baren wave is effected. With this kinematic structure one is connected for the operation of the internal combustion engine ineffective stroke change of the gas exchange valve.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den bekannten Ventiltrieb für eine wirksame Laststeuerung weiterzubil­ den. The invention has for its object the known To train valve train for effective load control the.  

Diese Aufgabe wird mit dem Patentanspruch 1 gelöst. Durch die erfinderische Kombination einer variablen Hub­ steuerung mit der variablen Steuerung der Ventilöffnungs­ winkel in dem bekannten Ventiltrieb ist eine gezielte Laststeuerung der Brennkraftmaschine möglich. Insbeson­ dere kann bei konstant gehaltenem Ventilöffnungswinkel der Hub des Gaswechselventils entsprechend der jeweiligen Last variiert werden und zwar über dem gesamten Ventil­ hub. Nach einer bevorzugten Ausgestaltung ist es beson­ ders vorteilhaft, wenn beide Steuerungen voneinander un­ abhängig zur Wirkung gebracht werden können. In einer konstruktiv besonders bevorzugten Ausgestaltung wird als variable Hubsteuerung ein Ventilhebel mit veränderbarer Übersetzung gewählt. Dies ergibt eine kompakte Bauweise bei niedrigster Bauhöhe der kombinierten Vorrichtung.This object is achieved with patent claim 1. By the inventive combination of a variable stroke control with the variable control of the valve opening angle in the known valve train is a targeted one Load control of the internal combustion engine possible. In particular this can be done with a constant valve opening angle the stroke of the gas exchange valve according to the respective Load can be varied and that over the entire valve hub. According to a preferred embodiment, it is special advantageous if both controls un from each other depending on the effect. In a structurally particularly preferred embodiment is considered variable stroke control a valve lever with changeable Translation selected. This results in a compact design with the lowest overall height of the combined device.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in zusätzlichen Unteransprüchen beschrieben.Further advantageous embodiments of the invention are described in additional subclaims.

Die Erfindung ist anhand eines in der Zeichnung schema­ tisch dargestellten Ausführungsbeispiels beschrieben. Es zeigtThe invention is based on a schematic in the drawing Described table described embodiment. It shows

Fig. 1 den erfindungsgemäßen Ventiltrieb in Seiten­ ansicht, und Fig. 1 the valve train according to the invention in side view, and

Fig. 2 den erfindungsgemäßen Ventiltrieb in perspek­ tivischer Ansicht für zwei gleichartige Gas­ wechselventile einer nicht näher dargestellten Brennkraftmaschine. Fig. 2 shows the valve train according to the invention in perspective view for two similar gas exchange valves of an internal combustion engine, not shown.

Bei einem Ventiltrieb 1 betätigt ein Steuernocken 2 einer Nockenwelle 3 ein Gaswechselventil 4 über einen Ventil­ hebel 5. Der Ventilhebel ist ein Kipphebel 6, der steuer­ nockenseitig eine zur Achse 7 der Nockenwelle 3 konzen­ trisch angeordnete Führung 8 aufweist. Längs der Führung 8 ist ein als Rolle 9 gestaltetes Zwischenelement 10 über eine nicht näher dargestellte Steuereinrichtung 11 gemäß den Pfeilrichtungen A und B relativ zum drehenden Steuer­ nocken 2 gleich- und gegensinnig zwangsgesteuert. Die zwangsgesteuerte Rolle 9 steht über Kurbelarme 12 bei­ spielsweise mit einem nicht gezeigten Kurbeltrieb der Steuereinrichtung 11 in Antriebsverbindung, wobei der Kurbeltrieb mit der Nockenwelle 3 synchron dreht. Zweck der relativ zum drehenden Steuernocken 2 gemäß den Pfei­ len A und B verlagerbaren Rolle 9 ist es, die Einwirkung des Steuernockens 2 auf den Kipphebel 6 zur Betätigung des Gaswechselventils 4 nach früh oder nach spät zu ver­ lagern und damit unterschiedliche Ventilöffnungswinkel bzw. verschieden lange Ventilöffnungsperioden zu erzie­ len. (Näheres in der eingangs erwähnten PCT/EP 93/03451.)In a valve train 1 , a control cam 2 of a camshaft 3 actuates a gas exchange valve 4 via a valve lever 5 . The valve lever is a rocker arm 6 , the control cam side has a concentrically arranged to the axis 7 of the camshaft 3 guide 8 . Along the guide 8 is designed as a roller 9 intermediate element 10 via a control device 11, not shown, according to the arrow directions A and B relative to the rotating control cam 2 in the same and opposite direction positively controlled. The positively controlled roller 9 is connected via crank arms 12, for example, to a crank mechanism (not shown) of the control device 11, the crank mechanism rotating synchronously with the camshaft 3 . The purpose of the relative to the rotating control cam 2 according to the arrows A and B relocatable roller 9 is to store the action of the control cam 2 on the rocker arm 6 for actuating the gas exchange valve 4 early or late and thus different valve opening angles or different lengths To achieve valve opening periods. (Further details in PCT / EP 93/03451 mentioned at the beginning.)

Diese Steuereinrichtung 11 für variable Ventilöffnungs­ winkel bzw. damit verbunden für variable Ventilspreizung wird erfindungsgemäß kombiniert mit einer variablen Hub­ steuerung 13 für das Gaswechselventil 4.This control device 11 for variable valve opening angle or associated for variable valve spread is combined according to the invention with a variable stroke control 13 for the gas exchange valve 4th

Ein wegen einfachen Aufbaues bevorzugte Ausgestaltung der variablen Hubsteuerung 13 dient ein Ventilhebel 5 mit veränderbarer Übersetzung.A preferred embodiment of the variable stroke control 13 because of its simple construction is a valve lever 5 with a variable transmission ratio.

Eine kompakte Bauweise bei niedriger Bauhöhe ergibt ein als Kipphebel 6 gestalteter Ventilhebel 5, wobei der Kipphebel 6 zwischen seinen beiden Endbereichen eine bo­ genförmige Gleitbahn 14 für einen über eine Schwinge 15 verlagerbaren Gleitstein 16 aufweist. Die Schwinge 15 ist in einem nicht gezeigten Zylinderkopf der Brennkraft­ maschine nockenwellenseitig, vorzugsweise etwas unterhalb der Achse der Nockenwelle schwenkbeweglich gelagert. Mit­ tels der schwenkbeweglich angeordneten Schwinge 15 wird mit der damit verbundenen Verlagerung des Gleitsteines 10 längs der bogenförmigen Gleitbahn 14 die Übersetzung des Kipphebels 6 geändert. Mit dieser veränderbaren Über­ setzung ergibt sich ein veränderbarer Hub des Gaswechsel­ ventils 4. Dieser veränderbare Ventilhub des Gaswechsel­ ventiles 4 dient der gezielten Laststeuerung einer Brenn­ kraftmaschine. Bei einer von der Steuereinrichtung 11 für variable Ventilöffnungswinkel unabhängig bzw. gesondert wirksamen variablen Hubsteuerung 13 kann über jedem ge­ wähltem Ventilöffnungswinkel der Hub des Gaswechselventi­ les 4 prinzipiell von einem Null-Hub bis zu einem Maxi­ mal-Hub variiert werden.A compact design with a low overall height results in a valve lever 5 designed as a rocker arm 6 , the rocker arm 6 having a bo-shaped slideway 14 between its two end regions for a sliding block 16 which can be displaced via a rocker arm 15 . The rocker 15 is in a cylinder head, not shown, of the internal combustion engine on the camshaft side, preferably pivotally mounted slightly below the axis of the camshaft. With means of the pivotably arranged rocker 15 , the translation of the rocker arm 6 is changed with the associated displacement of the sliding block 10 along the arcuate slideway 14 . With this changeable translation results in a variable stroke of the gas exchange valve 4th This variable valve lift of the gas exchange valve 4 is used for targeted load control of an internal combustion engine. In one of the control device 11 for variable valve opening angle independently or separately effective variable stroke control 13 , the stroke of the gas exchange valve 4 can in principle be varied from a zero stroke to a maximum stroke over each selected valve opening angle.

Weiter kann mit der erfindungsgemäßen Kombination aber auch erreicht werden, daß bei einer gewählten Übersetzung des Kipphebels 6 und damit bei einem konstanten Hub des Gaswechselventils 4 Ventilöffnungswinkel über die Steuer­ einrichtung 11 variiert werden.Furthermore, it can also be achieved with the combination according to the invention that 4 valve opening angles can be varied via the control device 11 at a selected ratio of the rocker arm 6 and thus at a constant stroke of the gas exchange valve.

Für eine optimale Laststeuerung ist die Schwinge 15 kenn­ feldgesteuert angetrieben (nicht gezeigt).For optimal load control, the rocker 15 is field-driven (not shown).

Aus Fig. 1 ist weiter erkennbar, daß an der Schwinge 15 eine auf den Ventilhebel 5 bzw. dem Kipphebel 6 vorge­ spannt einwirkende Feder 17 angeordnet ist, die insbeson­ dere bei ventilseitiger Stellung der Schwinge 15 zur sat­ ten Anlage der Rolle 9 am Steuernocken 2 dient.From Fig. 1 it can also be seen that on the rocker 15 a pre-tensioned on the valve lever 5 or the rocker arm 6 acting spring 17 is arranged, in particular in the valve-side position of the rocker 15 to sat th system of the role 9 on the control cam 2nd serves.

Aus der Fig. 2 ist erkennbar, daß für mehrere gleich­ artige Gaswechselventile 4 eine gemeinsam wirkende Schwinge 15 einsetzbar ist. In der in Fig. 2 gezeigten Anordnung der gleichartigen Gaswechselventile 4 können diese entweder einem Zylinder einer Brennkraftmaschine oder zwei benachbarter Zylinder einer Brennkraftmaschine angehören.From Fig. 2 it can be seen that a common acting rocker 15 can be used for several gas exchange valves 4 of the same type. In the arrangement of the similar gas exchange valves 4 shown in FIG. 2, these can either belong to one cylinder of an internal combustion engine or two adjacent cylinders of an internal combustion engine.

Claims (8)

1. Ventiltrieb mit einer Steuereinrichtung für variable Ventilöffnungswinkel, insbesondere für Brennkraftmaschinen,
  • - bei der ein Steuernocken (2) einer Nockenwelle (3) ein Gaswechselventil (4) über einen Ven­ tilhebel (5) betätigt, der
  • - mit dem Steuernocken (2) über ein zur Achse (7) der Nockenwelle (3) konzentrisch geführtes Zwischenelement (10; Rolle 9) zusammenwirkt, das
  • - mittels einer drehwinkelverstellbaren Steuer­ einrichtung (11) mit dem drehenden Steuer­ nocken (2) synchron zu diesem relativ gleich- und gegensinnig zwangsgesteuert ist,
  • - gekennzeichnet durch die Kombination mit einer variablen Hubsteuerung (13) für das Gaswech­ selventil (4).
1. valve train with a control device for variable valve opening angles, in particular for internal combustion engines,
  • - In which a control cam ( 2 ) of a camshaft ( 3 ) actuates a gas exchange valve ( 4 ) via a valve lever ( 5 ), which
  • - Interacts with the control cam ( 2 ) via an intermediate element ( 10 ; roller 9 ) which is guided concentrically to the axis ( 7 ) of the camshaft ( 3 ) and which
  • - By means of an angle-adjustable control device ( 11 ) with the rotating control cam ( 2 ) synchronously to this relatively the same and in opposite directions is positively controlled,
  • - Characterized by the combination with a variable stroke control ( 13 ) for the gas exchange selventil ( 4 ).
2. Ventiltrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß als variable Hubsteuerung (13) ein Ventil­ hebel (5) mit veränderbarer Übersetzung dient.2. Valve train according to claim 1, characterized in that a valve lever ( 5 ) with variable translation serves as variable stroke control ( 13 ). 3. Ventiltrieb nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die variable Hubsteuerung (13) von der Steuereinrichtung (11) für variable Ventil­ öffnungswinkel unabhängig bzw. gesondert wirksam ist.3. Valve train according to claim 1 and 2, characterized in that the variable stroke control ( 13 ) of the control device ( 11 ) for variable valve opening angle is independent or separately effective. 4. Ventiltrieb nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
  • - daß der Ventilhebel (5) ein Kipphebel (6) ist, mit einer im steuernockenseitigen Endbereich als Rolle (9) gestalteten Zwischenelement (10), und
  • - der Kipphebel (6) zwischen beiden Endbereichen eine bogenförmige Gleitbahn (14) für einen über eine Schwinge (15) verlagerbaren, kipp­ beweglich angeordneten Gleitstein (16) auf­ weist.
4. Valve train according to claims 1 to 3, characterized in
  • - That the valve lever ( 5 ) is a rocker arm ( 6 ), with an intermediate element ( 10 ) designed in the cam end region as a roller ( 9 ), and
  • - the rocker arm (6) has, between both end portions a curved slideway (14) for a displaceable via a rocker (15) tilt movably arranged slide (16).
5. Ventiltrieb nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwinge (15) nockenwellen­ seitig in einem Zylinderkopf gelagert ist.5. Valve train according to claims 1 to 4, characterized in that the rocker ( 15 ) is mounted on the camshafts side in a cylinder head. 6. Ventiltrieb nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwinge (15) kennfeld­ gesteuert angetrieben ist.6. Valve train according to claims 1 to 5, characterized in that the rocker ( 15 ) is driven controlled map. 7. Ventiltrieb nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß an der Schwinge (15) eine Feder (17) angeordnet ist, die am Kipphebel (6) vorge­ spannt gleitbeweglich anliegt. 7. Valve train according to claims 1 to 6, characterized in that on the rocker ( 15 ) a spring ( 17 ) is arranged, which bears on the rocker arm ( 6 ) pre-tensioned slidably. 8. Ventiltrieb nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß mehreren Ventilhebeln (5) für gleichartige Gaswechselventile (4) eine einzige Schwinge (15) zugeordnet ist.8. Valve train according to claims 1 to 7, characterized in that a plurality of valve levers ( 5 ) for similar gas exchange valves ( 4 ) is assigned a single rocker ( 15 ).
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